莱斯大学的化学家们发现，微小的金“种子”颗粒实际上是最常见的纳米颗粒配方之一的核心成分，它与金巴基球是同一种物质。金巴基球是一种由32个原子构成的球形分子，和1985年在莱斯大学首次发现的碳巴基球有着密切的亲缘关系。
碳巴基球是由60个原子组成的空心分子，由已故的莱斯大学化学家理查德·斯莫利共同发现并命名。他将其称为“巴克敏斯特富勒烯”，因为其原子结构让他联想到建筑师巴克敏斯特·富勒的圆顶，而“富勒烯”家族如今已扩展至包括数十种空心分子。
2019年，莱斯大学的化学家马修·琼斯和梁乔发现，金富勒烯是化学家们长期以来用于制造金纳米颗粒的金“种子”颗粒。这一发现是在首次合成金巴基球几个月后揭示的，表明化学家们在过去几十年中一直在无意中使用金分子。
琼斯表示：“可以说，我们讨论的是制造任何纳米材料的最普遍方法。这是因为它非常简单，不需要专门设备，甚至高中生也能做到。”
琼斯、乔以及来自莱斯大学、约翰霍普金斯大学、乔治梅森大学和普林斯顿大学的合作者们花费了数年时间收集证据以验证这一发现，并在《自然通讯》上发表了他们的研究成果。
作为莱斯大学化学、材料科学和纳米工程的助理教授，琼斯指出，金纳米颗粒是由分子合成的，这一发现将帮助化学家揭示这些合成过程的机制。
“这就是这项研究重要性的背景，”他说。
琼斯提到，研究人员在21世纪初发现了如何利用金种子颗粒进行化学合成，从而生成多种形状的金纳米颗粒，包括棒状、立方体和金字塔形状。
琼斯表示：“能够控制颗粒的形状非常吸引人，因为这会改变许多性质。这几乎是每个人都在使用的合成方法，已经使用了20年，而这些种子一直被简单地称为‘颗粒’。”
琼斯和乔在2019年并未专门寻找金-32，但在质谱分析中注意到了它的存在。碳-60巴基球的发现也是通过类似的方式实现的。巧合的是，琼斯是莱斯大学诺曼和吉恩·哈克曼化学助理教授。斯莫利与莱斯大学的罗伯特·库尔和英国的哈罗德·克罗托共同获得了1996年诺贝尔化学奖，他在2005年去世前曾在莱斯大学担任哈克曼化学教授多年。
确认广泛使用的种子是金-32分子而非纳米颗粒的过程经历了多年的努力，包括莱斯大学韩一墨研究小组的先进成像技术，以及约翰霍普金斯大学的里戈贝托·埃尔南德斯和乔治梅森大学的安德烈·克莱伯尼小组的详细理论分析。
琼斯强调，纳米颗粒与分子之间的区别至关重要，也是理解这项研究潜在影响的关键。
“纳米颗粒在大小和形状上通常相似，但并不完全相同，”琼斯解释道。“如果我制造一批7纳米的球形金纳米颗粒，其中一些可能恰好有10000个原子，而其他的可能有10023或9092个原子。”
“相对而言，分子是完美的，”他说。“我可以写出一个分子的化学式，也可以画出一个分子的结构。如果我制造一个分子溶液，它们在原子的数量、类型和连接方式上都是完全一致的。”
琼斯指出，纳米科学家已经掌握了合成多种有用纳米颗粒的方法，但进展往往依赖于试验和错误，因为对其合成过程“实际上缺乏机制上的理解”。
“问题很简单，”他说。“这就像说，‘我想让你给我烤一个蛋糕，我会给你一堆白色粉末，但我不会告诉你它们是什么。’即使你有食谱，如果你不知道原料是什么，弄清楚它们的作用也是一场噩梦。”
琼斯希望纳米科学能够像有机化学一样，能够制造出任何想要的物质，具备任何期望的特性。
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